Bài 25: Tự Cảm - VOH

Table of Contents

• I. Hiện tượng tự cảm
• II. Suất điện động tự cảm
  • 1. Hệ số tự cảm (độ tự cảm)
  • 2. Suất điện động tự cảm
• III. Năng lượng của từ trường
• IV. Ứng dụng
• Bài tập luyện tập tự cảm của trường Nguyễn Khuyến
• Hướng dẫn giải bài tập luyện tập tự cảm

I. Hiện tượng tự cảm

+ Hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra gọi là hiện tượng tự cảm.

+ Dòng điện cảm ứng và suất điện động cảm ứng sinh ra do hiện tượng tự cảm gọi là dòng điện tự cảm và suất điện động tự cảm.

II. Suất điện động tự cảm

1. Hệ số tự cảm (độ tự cảm)

Xét một mạch điện có dòng điện i chạy qua. Từ thông qua diện tích giới hạn bởi mạch tỉ lệ với cường độ dòng điện trong mạch đó:

Hệ số tỉ lệ L trong công thức trên gọi là hệ số tự cảm (hay độ tự cảm) của mạch điện, L chỉ phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch.

+ Độ tự cảm của một ống dây dài đặt trong không khí là:

L = 4π.10-7n2V

Với n là số vòng dây trên một đơn vị chiều dài của ống, V là thể tích của ống.

hoặc L = 4π.10-7 S

N số vòng dây của ống dây, ℓ: là chiều dài của ống dây.

+ Đơn vị của độ tự cảm là henri (H).

2. Suất điện động tự cảm

Suất điện động tự cảm trong một mạch điện có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch điện đó.

III. Năng lượng của từ trường

Khi có dòng điện cường độ i chạy qua ống dây có hệ số tự cảm L thì năng lượng từ trường trong ống dây là: .

IV. Ứng dụng

+ Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong các mạch điện xoay chiều. Cuộn cảm là một phần tử quan trọng trong các mạch điện xoay chiều có mạch dao động và các máy biến áp…

Bài tập luyện tập tự cảm của trường Nguyễn Khuyến

Câu 1. Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra gọi là hiện tượng tự cảm.

B. Suất điện động được sinh ra do hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm

C. Hiện tượng tự cảm là một trường hợp đặc biệt của hiện tượng cảm ứng điện từ.

D. Suất điện động cảm ứng là hàm bậc nhất theo thời gian.

Câu 2. Đơn vị của hệ số tự cảm là

A. Vôn (V).

B. Tesla (T).

C. Vêbe ( Wb).

D. Henri (H).

Câu 3. Điều nào sau đây không đúng khi nói về độ tự cảm của ống dây?

A. Phụ thuộc vào số vòng dây của ống.

B. Phụ thuộc vào tiết diện ống.

C. Không phụ thuộc vào môi trường xung quanh.

D. Có đơn vị là H (Henri).

Câu 4. Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ do

A. biến thiên của chính cường độ dòng điện trong mạch.

B. chuyển động của nam châm so với mạch.

C. chuyển động của mạch so với nam châm.

D. biến thiên của từ trường Trái Đất.

Câu 5. Năng lượng từ trường của cuộn dây có độ tự cảm L, có dòng điện i chạy qua là:

A.

B.

C.

D.

Câu 6. Biết rằng cứ trong thời gian 10-3 s thì cường độ dòng điện trong giảm đều một lượng là 1A và suất điện động tự cảm trong cuộn dây là 11,2 V. Độ tự cảm của cuộn dây bằng

A. 0,015 H

B. 0,050 H

C. 0,011 H

D. 0,022 H

Câu 7. Cho mạch như hình vẽ. Khi K đóng thì.

A. Đèn (1) sáng ngay lập tức, đèn (2) sáng từ từ.

B. Đèn (1) và đèn (2) đều sáng lên ngay.

C. Đèn (1) và đèn (2) đều sáng lên từ từ.

D. Đèn (1) sáng lên từ từ, đèn (2) sáng lên ngay lập tức.

Câu 8. Một ống dây được quấn với mật độ 2000 vòng/mét. Ống dây có thể tích 500 cm3. Ống dây được mắc vào mạch điện. Sau khi đóng công tắc dòng điện trong ống dây biến đổi theo thời gian như sơ đồ hình bên. Suất điện động tự cảm trong ống từ sau khi đóng công tắc đến thời điểm t = 0,05 s là.

A. 0 V

B. 5 V

C. 0,251 V

D. 1000 V

Câu 9. Dòng điện qua một ống dây giảm đều theo thời gian từ I1 = 1,2 A đến I2 = 0,4 A trong thời gian 0,2 s. Ống dây có hệ số tự cảm là L = 0,4 H. Suất điện động tự cảm trong ống dây là

A. 0,8 V

B. 1,6 V

C. 2,4 V

D. 3,2 V

Câu 10. Một ống dây có hệ số tự cảm là L = 0,01 H, có dòng điện I = 5 A chạy qua ống dây. Năng lượng từ trường của ống dây là

A. 0,250 J

B. 0,125 J

C. 0,050 J

D. 0,025 J

Hướng dẫn giải bài tập luyện tập tự cảm

Câu 1. Chọn D

+ Suất điện động cảm ứng có thể biến thiên điều hòa => D sai.

Câu 2. Chọn D

+ Đơn vị của hệ số tự cảm là Henri.

Câu 3. Chọn C

+ Độ tự cảm của ống dây phụ thuộc vào môi trường xung quanh => C sai.

Câu 4. Chọn A

+ Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ do biến thiên của chính cường độ dòng điện trong mạch. Chọn A

Câu 5. Chọn A

Câu 6. Chọn C

+ Suất điện động tự cảm trong cuộn dây

H.

Câu 7. Chọn A

+ Khi K đóng thì đèn (1) sáng lên ngay lập tức (vì không có hiện tượng tự cảm), đèn (2) sáng lên từ từ (vì có hiện tượng tự cảm ở cuộn dây).

Câu 8. Chọn C

+ Hệ số tự cảm của ống dây là:

Với n = , số vòng dây trên một đơn vị chiều dài

H

+ Từ t = 0 đến t = 0,05 s dòng điện tăng từ I0 = 0 đến I1 = 5 A

+ Độ lớn suất điện động tự cảm là:

V

Câu 9. Chọn B

Ta có: V

Câu 10. Chọn B

J

Giáo viên biên soạn : Ngô Thành

Đơn vị: Trường THCS - THPT Nguyễn Khuyến